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1、第第3节节染色体变异染色体变异课标领航课标领航1举例说明染色体结构变异和数目变异的形举例说明染色体结构变异和数目变异的形式。式。2理解并解释染色体组的含义。理解并解释染色体组的含义。3能运用染色体变异的知识对一些自然现象能运用染色体变异的知识对一些自然现象作出解释。作出解释。情情景导景导引引2010年年7月月29日，中央电视台科技频日，中央电视台科技频道报道了这样一则让人惊奇的消息：道报道了这样一则让人惊奇的消息：近日，美国乔治亚州北部的切斯塔近日，美国乔治亚州北部的切斯塔提野生动物园，诞生了一匹罕见的提野生动物园，诞生了一匹罕见的斑斑马马驴驴。该该园园的的技技术术人人员员给给它它取取名名为为
2、“爱爱克克莉莉斯斯”。“爱爱克克莉莉斯斯”是是由由该该园园唯唯一一的的一一匹匹斑斑马马与与驴驴杂杂交交产产生生的的后后代代，其其体体形形很很像像驴驴，但但其其细细长长的的脸脸和和四四肢肢上上均均长有与斑马类似的条形花斑。长有与斑马类似的条形花斑。思考：思考：这匹斑马驴能产生后代吗？为什么？这匹斑马驴能产生后代吗？为什么？提示：提示：不能。因为斑马和驴是两个不同的物种，不能。因为斑马和驴是两个不同的物种，其染色体组在形态、结构和数目三方面均存在其染色体组在形态、结构和数目三方面均存在着很大差异，故杂种生物斑马驴在通过减数分着很大差异，故杂种生物斑马驴在通过减数分裂形成配子时，同源染色体的联会必然
3、紊乱，裂形成配子时，同源染色体的联会必然紊乱，几乎无法产生有生育能力的配子。几乎无法产生有生育能力的配子。 核心要点突破核心要点突破基础自主梳理基础自主梳理知能过关演练知能过关演练第第3节节基础自主梳理基础自主梳理一、染色体的结构变异一、染色体的结构变异1染色体变异和基因突变的区别染色体变异和基因突变的区别(1)基因突变是染色体上的基因突变是染色体上的_基因基因的改变，是的改变，是_水平的变异，染色体变异是染水平的变异，染色体变异是染色体结构的改变和染色体色体结构的改变和染色体_引起的引起的变异。变异。(2)光学显微镜下可以观察到的是光学显微镜下可以观察到的是_。某一个位点上某一个位点上分子分
4、子数目的增减数目的增减染色体变异染色体变异2染色体结构的变异染色体结构的变异(1)概念：染色体较大范围的结构改变，叫染色概念：染色体较大范围的结构改变，叫染色体结构变异。体结构变异。(2)类型：类型：_、缺失、缺失、 _ 、易位。、易位。其中阻碍基因交换的是其中阻碍基因交换的是_ ，造成染色体，造成染色体间基因重排的是间基因重排的是_ 。重复重复倒位倒位倒位倒位易位易位(3)遗传效应遗传效应染色体结构的改变，会使排列在染色体上的染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因的数目和基因的数目和_发生改变，而导致发生改变，而导致_的变异。的变异。大多数染色体结构变异对生物是不利的。大多数染色体结构变
5、异对生物是不利的。排列顺序排列顺序性状性状二、染色体数目的变异二、染色体数目的变异1类型：类型：_变异和非整倍性变异。变异和非整倍性变异。2染色体组染色体组(1)概念：细胞中在形态和功能上各不相同，但概念：细胞中在形态和功能上各不相同，但是携带着控制这种生物生长发育、遗传和变异是携带着控制这种生物生长发育、遗传和变异全部信息的一组全部信息的一组_染色体。染色体。整倍性整倍性非同源非同源(2)举例举例图中的雄果蝇体细胞染色体中图中的雄果蝇体细胞染色体中_就代就代表一个染色体组，与其表一个染色体组，与其_中的染色中的染色体相同。体相同。X、或或Y、精子精子3整倍性变异整倍性变异(1)含义：细胞内的
6、染色体数目以含义：细胞内的染色体数目以_为为单位成倍增加或减少。单位成倍增加或减少。(2)二倍体、多倍体二倍体、多倍体二倍体：由二倍体：由_发育而来，体细胞中含有发育而来，体细胞中含有_的个体，包括几乎全部的动物的个体，包括几乎全部的动物和过半数的和过半数的_。染色体组染色体组受精卵受精卵两个染色体组两个染色体组植物植物多倍体多倍体概念概念优点优点缺点缺点由由_发育而来；体细发育而来；体细胞中含有胞中含有_染色体组染色体组茎秆粗壮；叶片、茎秆粗壮；叶片、果实比较大；糖果实比较大；糖类与蛋白质等含类与蛋白质等含量较高量较高成熟延迟成熟延迟结实率低结实率低受精卵受精卵三个或三个以上三个或三个以上人
7、工诱导多倍体人工诱导多倍体二倍体二倍体有丝分裂有丝分裂c方法：低温处理法、温度激变法、方法：低温处理法、温度激变法、_。d应用：多倍体育种，如无子西瓜的培育。应用：多倍体育种，如无子西瓜的培育。化学诱变法化学诱变法(3)单倍体单倍体概念：体细胞中含有本物种概念：体细胞中含有本物种_染色体染色体数目的个体。数目的个体。类型：类型：_和和_。特点：与正常植株相比，植株长得特点：与正常植株相比，植株长得_，且，且_。单元单倍体单元单倍体配子配子多元单倍体多元单倍体弱小弱小高度不育高度不育未受精卵未受精卵花药离体花药离体孤雌孤雌染色体染色体单倍体植株单倍体植株实践应用：利用实践应用：利用_培育新品种。
8、培育新品种。单倍体植株单倍体植株b优点：能明显优点：能明显_育种年限。育种年限。缩短缩短4非整倍体变异非整倍体变异(1)含义：在染色体正常数目的基础上增加或减含义：在染色体正常数目的基础上增加或减少了一条或几条染色体。少了一条或几条染色体。(2)结果：引起生物结果：引起生物_改变，甚至导致生改变，甚至导致生物体死亡。物体死亡。(3)应用：染色体工程。应用：染色体工程。性状性状三、探究低温对植物染色体数目变异的影响三、探究低温对植物染色体数目变异的影响1作出假设：低温能引起染色体数目变异。作出假设：低温能引起染色体数目变异。2设计试验设计试验(1)选择细胞选择细胞_的试验材料，分成不的试验材料，
9、分成不同的组。同的组。(2)试验组进行试验组进行_处理，对照组放在室温处理，对照组放在室温下，一定时间后，观察不同组细胞中下，一定时间后，观察不同组细胞中_变化情况。变化情况。分裂旺盛分裂旺盛低温低温染色体数目染色体数目核心要点突破核心要点突破染色体结构的变异染色体结构的变异要点一要点一染色体结构变异的类型及遗传效应染色体结构变异的类型及遗传效应类类型型原因原因遗传效应遗传效应图解图解实例实例缺缺失失一条正常染色一条正常染色体断裂后丢失体断裂后丢失一个片段；同一个片段；同源染色体配对源染色体配对时可形成缺失时可形成缺失环环缺失片段越缺失片段越大，对个体大，对个体影响越大。影响越大。轻则影响个轻
10、则影响个体生活力，体生活力，重则引起死重则引起死亡亡猫叫猫叫综合征综合征类类型型原因原因遗传效应遗传效应图解图解实例实例重重复复染色体上增染色体上增加了相同的加了相同的某个区段某个区段引起的遗传引起的遗传效应比缺失效应比缺失小，重复部小，重复部分太大会影分太大会影响个体生活响个体生活力力果蝇果蝇的的棒状棒状眼眼倒倒位位一条染色体一条染色体片段断裂后片段断裂后倒转倒转180后后重新接到原重新接到原位位形成配子，形成配子，大多异常，大多异常，从而影响个从而影响个体的生育体的生育类类型型原因原因遗传效应遗传效应图解图解实例实例易易位位一条染色一条染色体臂的一体臂的一段与另一段与另一条非同源条非同源染
11、色体结染色体结合合产生部分异产生部分异常配子，使常配子，使配子的可育配子的可育性降低或产性降低或产生有遗传病生有遗传病的后代的后代人慢性人慢性粒细胞粒细胞白血病白血病特别提醒特别提醒(1)染色体结构变异是以染色体片段为整体发生改染色体结构变异是以染色体片段为整体发生改变，其基因内部结构并未改变。变，其基因内部结构并未改变。(2)染色体结构变异涉及多个基因，对生物性状影染色体结构变异涉及多个基因，对生物性状影响较大，有时甚至是致死的，而基因突变一般不响较大，有时甚至是致死的，而基因突变一般不会致死。会致死。(3)易位发生在非同源染色体之间，而交叉互换发易位发生在非同源染色体之间，而交叉互换发生在
12、同源染色体的非姐妹染色单体之间。生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。例例例例1 1“猫叫综合征猫叫综合征”是人类的第是人类的第5号染色体部分缺号染色体部分缺失引起的，这种变异类型是失引起的，这种变异类型是 ()A基因突变基因突变B基因重组基因重组C常染色体数目变异常染色体数目变异 D常染色体结构变异常染色体结构变异【尝试解答尝试解答】D【解析解析】染色体发生的结构变异主要有染色体发生的结构变异主要有4种：种：染色体某一片段的缺失；染色体增加了某一片染色体某一片段的缺失；染色体增加了某一片段；染色体某一片段的位置颠倒；染色体的某段；染色体某一片段的位置颠倒；染色体的某一片段移接到另一条非同源染色
13、体上。题中第一片段移接到另一条非同源染色体上。题中第5号染色体部分缺失，应属于染色体结构变异的号染色体部分缺失，应属于染色体结构变异的一种。一种。跟踪训练跟踪训练由于某种原因，某生物体内某条染由于某种原因，某生物体内某条染色体上多了几个基因，这种遗传物质的变化属色体上多了几个基因，这种遗传物质的变化属于于()A基因内部结构的改变基因内部结构的改变 B染色体数目变异染色体数目变异C染色体结构变异染色体结构变异 D染色单体的交叉互换染色单体的交叉互换解析：解析：选选C。染色体上多了几个基因，是染色体。染色体上多了几个基因，是染色体自身结构的改变，而染色体数目没有变化。自身结构的改变，而染色体数目没
14、有变化。染色体数目的变异染色体数目的变异要点二要点二1染色体组的理解和染色体组数的确认染色体组的理解和染色体组数的确认(1)对染色体组的理解对染色体组的理解从本质上看，组成一个染色体组的所有染色从本质上看，组成一个染色体组的所有染色体，互为非同源染色体，在一个染色体组中无体，互为非同源染色体，在一个染色体组中无同源染色体存在；同源染色体存在；从形式上看，一个染色体组中的所有染色体的从形式上看，一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各不相同，可以依此判断给出的染色形态、大小各不相同，可以依此判断给出的染色体是否为一个染色体组；体是否为一个染色体组；从功能上看，一个染色体组携带着一种生物生从功能上
15、看，一个染色体组携带着一种生物生长发育的全部遗传信息；长发育的全部遗传信息；从物种类型看，每种生物一个染色体组的染色从物种类型看，每种生物一个染色体组的染色体数目、大小、形态都是一定的，不同种生物染体数目、大小、形态都是一定的，不同种生物染色体组不同。色体组不同。(2)确定生物体细胞中染色体组数目的方法确定生物体细胞中染色体组数目的方法据形态判断：在细胞内任选一条染色体，细胞据形态判断：在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条，则含内与该染色体形态相同的染色体共有几条，则含有几个染色体组，如图甲中与有几个染色体组，如图甲中与1号号(或或2号号)相同的相同的染色体有染色体
16、有4条，此细胞有四个染色体组。条，此细胞有四个染色体组。据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因控制同一性状的基因(读音相同的大小写字母读音相同的大小写字母)出现出现几次，则有几个染色体组，如图乙中，若细胞的几次，则有几个染色体组，如图乙中，若细胞的基因型为基因型为AaaaBBbb，任一种基因如，任一种基因如A(a)各有四各有四个，则该生物含有四个染色体组。个，则该生物含有四个染色体组。根据染色体的数目和染色体的形态数来推算：根据染色体的数目和染色体的形态数来推算：染色体组的数目染色体数染色体组的数目染色体数/染色体形态数。如，染色体形
17、态数。如，果蝇体细胞中有果蝇体细胞中有8条染色体，分为条染色体，分为4种形态，则染种形态，则染色体组的数目为色体组的数目为2个。个。2单倍体、二倍体和多倍体的判定和应用单倍体、二倍体和多倍体的判定和应用(1)生物体倍性判定生物体倍性判定发育来源发育来源实例实例倍性倍性配配子子雄配子雄配子花药离体培养植株花药离体培养植株单倍体单倍体雌配子雌配子雄蜂雄蜂受受精精卵卵二个染色体组二个染色体组几乎全部动物和过几乎全部动物和过半数的高等植物半数的高等植物二倍体二倍体三个或三个三个或三个以上染色体组以上染色体组在植物中很常见在植物中很常见在动物中极少见在动物中极少见三倍体或三倍体或多倍体多倍体(2)三倍体
18、无子西瓜培育过程中的几个问题三倍体无子西瓜培育过程中的几个问题关于两次传粉：第一次传粉是为了杂交得到三关于两次传粉：第一次传粉是为了杂交得到三倍体种子，第二次传粉是为了提供生长素刺激子倍体种子，第二次传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。房发育成果实。用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗成为四倍体，用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗成为四倍体，是因为幼苗具有分生能力。是因为幼苗具有分生能力。秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花染色体秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未处理的地下部分根仍为二倍体。数目加倍，而未处理的地下部分根仍为二倍体。四倍体植株上结的西瓜，种皮和瓜瓤为四个四倍体植株上结的
19、西瓜，种皮和瓜瓤为四个染色体组，而种子为三个染色体组。染色体组，而种子为三个染色体组。三倍体西瓜进行减数分裂时，由于联会紊乱，三倍体西瓜进行减数分裂时，由于联会紊乱，不能产生正常配子。不能产生正常配子。获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上；获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上；获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株上。上。(3)多倍体育种和单倍体育种的比较多倍体育种和单倍体育种的比较多倍体育种多倍体育种单倍体育种单倍体育种原理原理染色体组成倍增加染色体组成倍增加染色体组成倍减少，染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种再加倍后得到纯种(指指每对染色体上成
20、对的每对染色体上成对的基因都是纯合的基因都是纯合的)常用常用方法方法秋水仙素处理萌发秋水仙素处理萌发的种子、幼苗的种子、幼苗花药离体培养后，人花药离体培养后，人工诱导染色体加倍工诱导染色体加倍优点优点操作简单操作简单明显缩短育种年限明显缩短育种年限缺点缺点适用于植物，在动适用于植物，在动物方面难以开展物方面难以开展技术复杂一些，需与技术复杂一些，需与杂交育种配合杂交育种配合特别提醒特别提醒(1)判定生物是单倍体、二倍体、多倍体的关键判定生物是单倍体、二倍体、多倍体的关键是它的发育起点。如果发育起点是配子，不论是它的发育起点。如果发育起点是配子，不论其体细胞中含有几个染色体组，都叫单倍体。其体细
21、胞中含有几个染色体组，都叫单倍体。若发育起点是受精卵，其体细胞有几个染色体若发育起点是受精卵，其体细胞有几个染色体组，就叫几倍体。组，就叫几倍体。(2)用秋水仙素处理植株使植株染色体数目加倍，用秋水仙素处理植株使植株染色体数目加倍，若操作处理对象是单倍体植株，叫单倍体育种；若操作处理对象是单倍体植株，叫单倍体育种；若操作处理对象为正常植株，叫多倍体育种，不若操作处理对象为正常植株，叫多倍体育种，不要认为要认为“染色体数目加倍染色体数目加倍”就是多倍体育种。另外，就是多倍体育种。另外，诱导染色体数目加倍的方法不仅有秋水仙素等化诱导染色体数目加倍的方法不仅有秋水仙素等化学方法，还可以用低温等物理方
22、法处理。学方法，还可以用低温等物理方法处理。(3)通常单倍体育种对象为二倍体，其产生的单倍通常单倍体育种对象为二倍体，其产生的单倍体中只有一个染色体组，诱导加倍后得到的是纯体中只有一个染色体组，诱导加倍后得到的是纯合子。若操作对象为四倍体，最终得到的个体不合子。若操作对象为四倍体，最终得到的个体不一定是纯合子。一定是纯合子。例例例例2 2一个染色体组应是一个染色体组应是()A配子中的全部染色体配子中的全部染色体B二倍体生物配子中的全部染色体二倍体生物配子中的全部染色体C体细胞中的一半染色体体细胞中的一半染色体D来自父方或母方的全部染色体来自父方或母方的全部染色体【尝试解答尝试解答】B【解析解析
23、】染色体组是二倍体生物在生殖细胞染色体组是二倍体生物在生殖细胞中形态和功能各不相同的一组染色体。如果研中形态和功能各不相同的一组染色体。如果研究对象是多倍体，则究对象是多倍体，则A、C、D各项的细胞中可各项的细胞中可能含有两个或两个以上的染色体组。能含有两个或两个以上的染色体组。跟踪训练跟踪训练下图的四个细胞中，含下图的四个细胞中，含2个染色体组的个染色体组的细胞是细胞是()解析：解析：选选C。染色体组是指一套形态、大小各不相。染色体组是指一套形态、大小各不相同的、具有控制生物生长发育全部遗传信息的一组同的、具有控制生物生长发育全部遗传信息的一组染色体。根据此概念的内涵与外延得知，染色体。根据
24、此概念的内涵与外延得知，A含有三含有三个染色体组；个染色体组；B为单倍体，含有一个染色体组；为单倍体，含有一个染色体组；C含有两个染色体组；含有两个染色体组；D含有四个染色体组。含有四个染色体组。1试验原理：低温处理植物分生组织细胞，能试验原理：低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，结果植两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，结果植物细胞染色体数目发生变化。物细胞染色体数目发生变化。试试验验：探探究究低低温温对对植植物物染染色色体体数数目目变异的影响变异的影响要点三要点三2以洋葱根尖为试验材料设
25、计的具体试验步骤以洋葱根尖为试验材料设计的具体试验步骤3上述试验中几种溶液的作用上述试验中几种溶液的作用(1)卡诺氏液：固定细胞的形态。卡诺氏液：固定细胞的形态。(2)改良苯酚品红染液：细胞核染色，便于观察染改良苯酚品红染液：细胞核染色，便于观察染色体的形态。除此之外，醋酸洋红或龙胆紫都是色体的形态。除此之外，醋酸洋红或龙胆紫都是碱性染料，都可使染色体着色。碱性染料，都可使染色体着色。(3)15%的盐酸溶液：解离、使细胞分散开。的盐酸溶液：解离、使细胞分散开。(4)95%的酒精：可用于洗去附着在根尖表面的卡的酒精：可用于洗去附着在根尖表面的卡诺氏液，还可与诺氏液，还可与15%的盐酸溶液混合解离
26、、分散的盐酸溶液混合解离、分散细胞。细胞。下列有关下列有关“低温诱导植物染色体数目的变低温诱导植物染色体数目的变化化”试验的叙述，正确的是试验的叙述，正确的是()A低温诱导能抑制分裂时纺锤体的形成低温诱导能抑制分裂时纺锤体的形成B改良苯酚品红液的作用是固定和染色改良苯酚品红液的作用是固定和染色C固定和解离后的漂洗液都是固定和解离后的漂洗液都是95%酒精酒精D该试验的目的是了解纺锤体的结构该试验的目的是了解纺锤体的结构例例例例3 3【尝试解答尝试解答】 A【解析解析】试验的目的是认识低温诱导染色体试验的目的是认识低温诱导染色体数目的变化，而不是了解纺锤体的结构；固定数目的变化，而不是了解纺锤体的
27、结构；固定细胞用的是卡诺氏溶液，染色用的是改良苯酚细胞用的是卡诺氏溶液，染色用的是改良苯酚品红液，漂洗液是品红液，漂洗液是95%酒精。酒精。跟踪训练跟踪训练对于低温诱导洋葱染色体数目变化的对于低温诱导洋葱染色体数目变化的试验，下列叙述错误的是试验，下列叙述错误的是()A处于分裂间期的细胞最多处于分裂间期的细胞最多B在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞体细胞C在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程为四倍体的过程D在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似素诱导的原理相似解析：解析：选选C。因为间期所占周期时间长，所以处。因为间期所占周期时间长，所以处于间期的细胞数目就多；于间期的细胞数目就多；B项中可以根据染色体项中可以根据染色体的形态和大小在视野内看到二倍体和四倍体的的形态和大小在视野内看到二倍体和四倍体的细胞；细胞；C项中因为观察的标本已经是死细胞，所项中因为观察的标本已经是死细胞，所以没法看到动态的变化；以没法看到动态的变化；D项中低温和秋水仙素项中低温和秋水仙素诱导染色体变异的原理是一样的。诱导染色体变异的原理是一样的。
